基于圖像的微化工過程液位與流量測(cè)量.pdf

1、微化工技術(shù)可以讓反應(yīng)過程“更好”（高收率，更好的選擇性）、“更快”（高時(shí)空收率，高生產(chǎn)能力）、“更便宜”（低資金投入，低運(yùn)行成本）、“更安全”（環(huán)保，對(duì)于危險(xiǎn)反應(yīng)有較低風(fēng)險(xiǎn)）。然而，由于微化工裝置的尺寸一般較小，且多為密閉容器，因此難以用傳統(tǒng)的測(cè)控裝置對(duì)進(jìn)行檢測(cè)與控制，進(jìn)而限制了微化工技術(shù)的推廣。本文旨在研究適用于微化工過程的液位和流量檢測(cè)技術(shù)，利用圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)液位和流量高效檢測(cè)。
　　 針對(duì)液位檢測(cè)，本文以微分離器的液位檢

2、測(cè)作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，其特點(diǎn)在于液位變動(dòng)較為劇烈、液體的顏色可能發(fā)生變化、雜質(zhì)和氣泡可能使分界面暫時(shí)消失。針對(duì)這些特點(diǎn)，本文重點(diǎn)研究高效、魯棒性強(qiáng)的圖像檢測(cè)算法。為此，本文應(yīng)用并比較了角點(diǎn)檢測(cè)算法、均值漂移算法、粒子濾波算法，并對(duì)粒子濾波算法提出了目標(biāo)模板更新、直方圖計(jì)算優(yōu)化、并行化、結(jié)合均值漂移算法這四項(xiàng)改進(jìn)。通過實(shí)驗(yàn)證明:在魯棒性方面，均值漂移算法的魯棒性最差，角點(diǎn)檢測(cè)次之。當(dāng)液體內(nèi)含有雜質(zhì)、氣泡且無法通過預(yù)處理算法去除時(shí)，兩類算法的檢測(cè)

3、結(jié)果都會(huì)受到明顯的影響，而粒子濾波算法和本文提出的改進(jìn)粒子濾波算法都有較好的魯棒性;在計(jì)算速度方面，均值漂移算法的計(jì)算速度最快。改進(jìn)粒子濾波算法和角點(diǎn)檢測(cè)算法的速度相當(dāng)，略低于均值漂移算法，而粒子濾波算法的計(jì)算速度遠(yuǎn)低于其他三種算法，在遇到顏色變化或遮擋時(shí)預(yù)算速度還會(huì)進(jìn)一步降低。
　　 針對(duì)流量檢測(cè)，本文通過識(shí)別液滴輪廓以計(jì)算特定時(shí)刻的液滴體積，進(jìn)而計(jì)算流量。首先，本文使用連通區(qū)域標(biāo)記算法得到液滴的初始輪廓。然后，本文基于Lap